PL71263B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Stone & Webster Engineering Corporation, Boston (Sta¬ ny Zjednoczone Ameryki) Sposób szybkiego chlodzenia goracych cieczy i/lub gazów, oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób szybkiego chlo¬ dzenia goracych cieczy i/lub gazów, zwlaszcza pod wy¬ sokim cisnieniem oraz urzadzenie do stosowania tego •sposobu, przeznaczone zwlaszcza do zastosowania w procesie krakingowego wytwarzania olefinów.Reakcje krakowania, które sa przeprowadzane w wy¬ sokich temperaturach, przebiegaja bardzo gwaltownie.Aby uniemozliwic wytwarzanie duzej ilosci niepozada¬ nych produktów ubocznych oraz osadzanie sie koksu, konieczne jest szybkie chlodzenie gazów wychodzacych z obszaru ogrzewania o temperaturze 810^900°C do temperatury, w której reakcje krakingowe zostaja wstrzymane. Moze to byc dokonane przez szybkie ochlodzenie w odpowiednim wymienniku ciepla o 55—350°C, to jest od temperatury 810—900°C do tem¬ peratury 570—755°C.< Chlodzenie powinno byc przeprowadzane bardzo szybko, natychmiast po wyjsciu gazów z pieca krakin¬ gowego, w czasie nie dluzszym niz 30 m/sek. Stwier¬ dzono, ze gdy etap chlodzenia trwa dluzej niz 30 m/sek, w kanalach wewnetrznych urzadzenia chlodza¬ cego osadza sie koks. Dzieje sie tak na skutek tego, ze w urzadzeniu chlodzacym zachodza reakcje, powoduja¬ ce zmniejszenie ilosci uzyskiwanego olefinu i zwiek¬ szenie ilosci wielopierscieniowych weglowodorów aro¬ matycznych i/lub innych zwiazków o malej lotnosci.Znane urzadzenia chlodzace stosowane do chlodzenia gazów z krakowania weglowodorów, na przyklad pla- szczowo-rurowy wymiennik ciepla, powoduja znaczny spadek cisnienia przechodzacego przez nie gazu. Taki 10 15 20 25 3') wymiennik ciepla ma wiele rur i jest wyposazony w glowice wlotowa. Czas przebywania goracych gazów w samej glowicy, w stosowanych temperaturach, jest znaczny i powoduje degradacje produktu.Przy chlodzeniu podgrzanych do wysokiej tempera¬ tury gazowych weglowodorów z krakowania stosowa¬ nego do wytwarzania olefinów, temperatura urzadzenia chlodzacego musi byc zatem wystarczajaco niska by ochlodzic gazy w wystarczajacym stopniu i wystarcza¬ jaco wysoka by zapobiec skraplaniu sie latwo wrza¬ cych, weglowodorowych produktów ubocznych na po¬ wierzchniach chlodzacych.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urza¬ dzenia do szybkiego chlodzenia goracych gazów lub cieczy, umozliwiajacych praktycznie natychmiastowe wstrzymanie zachodzacych reakcji, przy czym cisnienie materialu po ochlodzeniu nie powinno ulec zmianie.Cel ten osiagnieto dzieki sposobowi wedlug wynalaz¬ ku, którego istota polega na tym, ze gorace gazy lub ciecze wprowadza sie do komory pierscieniowej, po¬ siadajacej przynajmniej jedna chlodzaca powierzchnie z predkoscia stopniowo zmniejszajaca sie lub ze zwiek¬ szajacym sie cisnieniem, gdzie chlodzi sie je gwaltownie przez posrednia wymiane ciepla z chlodziwem. . Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wynalazku ma te ceche znamienna, ze zawiera trzy wspólosiowe 'cylindry, których sciany tworza komore srodkowa, pierwsza komore pierscieniowa i druga komore piers¬ cieniowa, przy czym komora srodkowa ma na swym jednym koncu otwór wlotowy, drugi cylinder jest na 7126371263 koncu znajdujacym sie blisko .otworu wlotowego ko¬ mory srodkowej zagiety do srodka a drugi jego koniec jest równiez zagiety do srodka i tworzy wklesly odci¬ nek koncowy, zamykajacy ten koniec drugiego cylindra, a ponadto komora srodkowa jest polaczona z pierwsza komora pierscieniowa, która ma otwór wylotowy, na¬ tomiast trzeci cylinder ma na jednym swym koncu otwór wlotowy a na drugim koncu otwór wylotowy oraz przy otworze wlotowym ma kanal przeplywowy o przekroju stopniowo rosnacym w kierunku przeplywu, przy czym wzrost powierzchni przekoju na jednostke dlugosci tego kanalu jest przynajmniej równy wzrosto¬ wi powierzchni przekroju na jednostke dlugosci w przy¬ padku rury stozkowej o kacie rozbieznosci przynaj¬ mniej 4 stopnie.Sposób chlodzenia .wedlug wynalazku i urzadzenie do stosowania tego spospbu nadaja sie zwlaszcza do chlodzenia gazów z termdiaznego krakowania weglowo¬ dorów. Wedlug wynalazku, gorace, gazowe produkty reakcji sa gwaltownie chlodzone w taki sposób, ze re¬ akcja zostaje wstrzymana.Strefa chlodzenia jiest polaczona bezposrednio z wy¬ lotem pieca krakingowego a po ochlodzeniu gazów do temperatury, w której reakcja zostaje wstrzymana, gazy moga byc dalej chlodzone w konwencjonalnych wy¬ miennikach ciepla.Urzadzenie wedlug wynalazku jest latwe w kon¬ strukcji i w obsludze. Moze miec ono dowolne wy¬ miary, zaleznie od konkretnego przeznaczenia. Urzadze¬ nie to moze byc przy tym usytuowane pionowo lub poziomo. Urzadzenie to chlodzi szybko gorace ciecze i gazy bez istotnej zmiany cisnienia. Oznacza to, ze cisnienie ochlodzonego czynnika u wylotu urzadzenia chlodzacego jest zasadniczo takie samo jak cisnienie u wlotu. Chlodzony material moze przeplywac w dól lub do góry. Dzialanie urzadzenia chlodzacego jest takie, ze predkosc cyrkulacji chlodziwa jest regulowana sa¬ moczynnie i w okreslonych granicach dostosowywania do obciazenia cieplnego urzadzenia.Predkosc cyrkulacji chlodziwa moze byc równiez re¬ gulowana przez pompe pomocnicza.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony przyklado¬ wo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadze¬ nie wedlug wynalazku w pnzekroju poprzecznym, fig. 2 urzadzenie w przekroju wzdluz linii B—B z fig. 1, fig. 3 — urzadzenie wedlug drugiego przykladu wyko¬ nania w przekroju poprzecznym, fig. 4 — urzadzenie w przekroju wzdluz linii C—C z fig. 3 a fig. 5 — kompletne urzadzenie do krakowania weglowodorów przedstawione schematycznie, w sklad którego wchodzi urzadzenie chlodzace wedlug wynalazku.Jak pokazano na fig. 1, urzadzenie wedlug wynalazku zawiera trzy wspólosiowe cylindry 32, 34, 36. Wew¬ netrzny cylinder 32 ma na swym górnym koncu otwór wlotowy 73. Górny koniec posredniego cylindra 34 tuz pod otworem wlotowym 73 cylindra wewnetrznego 32 zagiety jest w kierunku osi i ociera sie o sciane cy¬ lindra wewnetrznego 32. Zewnetrzna sciana cylindra 32 i wewnetrzna sciana cylindra 34 tworza pierwsza piers¬ cieniowa komore 33. v Cylinder 32 jest utrzymywany w srodkowym poloze¬ niu wewnatrz cylindra 34 za pomoca elementu dystan¬ sowego 48. Cylinder 34 na swym dolnym koncu two¬ rzy zaokraglona komore zakonczona zaokraglonym 10 20 30 35 40 45 50 55 60 65 czlonem koncowym 37. Trzeci cylinder 36 ciagnie sie: wzdluz urzadzenia i konczy sie pod górnym koncem cylindra 34. Powyzej konca cylindra 36 z pierscienio¬ wa komora 33 poprzez otwór wylotowy 75 polaczony "jest przewód 74. Wewnetrzna sciana cylindra 36 i zew¬ netrzna sciana cylindra 34 tworza druga pierscieniowa komore 35. Blisko górnego konca tej komory 35 usy¬ tuowany jest pierscien przegradzajacy 46, który unie¬ mozliwia produktom gazowym gromadzenie sie w gór¬ nym koncu pierscieniowej komory 35. Ponadto blisko górnego konca pierscieniowej komory 35 usytuowany jest króciec 44, który jest .polaczony z pierscieniowa komora 35 przez otwór wylotowy 45. Pierscien prze¬ gradzajacy 46 i elementy dystansowe 47 utrzymuja cy¬ linder 34 posrodku (pierscieniowej komory 35.Zewnetrzna sciana cylindra 36 ma równo od siebie oddalone rury 61, które sa polaczone z/lub stykaja sie ze sciana zewnetrzna cylindra 36. Rury te przebiegaja w przyblizeniu przez cala dlugosc sciany zewnetrznej cylindra 36 od jej najbardziej dolnej czesci do krócca 44. Rury .61 u dolu i u góry sa odchylone na zewnatrz swymi wygietymi czesciami 60 i 62 i sa polaczone u góry z (rurowym pierscieniem 50 a u dolu z rurowym pierscieniem 49. Rurowy pierscien 49 ma przewód la¬ czacy 64, przez który chlodziwo przechodzi przez wlot 63 do wnetrza pierscienia 49, po czym do góry przez rury 61. U góry chlodziwo przeplywa przez pierscien rurowy 50 i przez jego' wlot 66 do przewodu odpro¬ wadzajacego 65.Wazna czescia urzadzenia wedlug wynalazku jest stozek 38, który jest przylaczony do spodu czlonu kon¬ cowego 37 wierzcholkiem ku dolowi. Cylinder zew¬ netrzny przy koncu prostej czesci cylindra posredniego 34 zweza sie stozkowo w kierunku stozka 38, tworzac otwór wlotowy 43. Pole przekroju poprzecznego otwo- in wlotowego 43 jest takie, ze pierscieniowy kanal przeplywowy 40 stopniowo zwieksza swój przekrój od otworu wlotowego 43 w kierunku pierscieniowej ko¬ mory 35 pomiedzy Scianami cylindrów 34 i 36.Konstrukcja i wymiary urzadzenia chlodzacego we¬ dlug wynalazku sa dostosowane do konkretnych wy¬ magan. Przykladowe wymiary sa nastepujace. Calkowi¬ ta wysokosc urzadzenia od wlotu chlodziwa do otwo¬ ru wlotowego 45 goracych gazów wynosi 610 do 730 cm.Wewnetrzna srednica trzeciego, zewnetrznego cylindra wynosi 200—250 mm. Srednica wewnetrzna rur 61 jest 25—50 mm. Srednica wewnetrzna rurowych pierscieni 49 i 50 wynosi 75—100 mm. Przekrój komory srodko¬ wej 31 wewnatrz cylindra wewnetrznego 32 wynosi 44 cm2. Dlugosc komory srodkowej 31 wynosi 550— 610 cm.Przekrój pierwszej komory pierscieniowej 33 wynosi 76 cm2, a komora ta ma dlugosc 550—610 cm. Prze¬ krój drugiej pierscieniowej komory 35 wynosi 127 cm* a komora ta ma dlugosc 490—550 cm, nie liczac czesci wlotowej. Przekrój otworu wlotowego 43 wynosi 76 — 83 cm2 i stopniowo zwieksza sie do 127 cm2 w czesci prostej cylindra 34. Stozek 38 ma kat wierzcholkowy 28—30 stopni. Calkowity sumaryczny przekrój rur 61 wynosi 63,5—70 cm2. Sumaryczna ilosc chlodziwa prze¬ plywajacego pnzez rury 61 i przez komore pierscienio¬ wa 33 jest dziesieciokrotnie wieksza od ilosci przeply¬ wajacych goracych gazów, liczac w stosunku wagowym.Gorace gazy z predkoscia 210—240 misek wplywaja do urzadzenia przez otwór wlotowy 43, przechodza dof,dX!V 71263 podcieniowej komory 35, gdzie zostaja zwolnione do predkosci UQ-^\$Q m/sek i wychodza z urzadzenia na koncu tej komory prze* otwór wylotowy 45, Woda chlodnaca wprowadzana jest pracz otwór wlo¬ towy 73 i plynie w jdól w srodkowej komorze 31 wew¬ natrz cylindra 32 a mieszanina wody i pary plynie do góry przez pierscieniowa komore 33 i jest odprowa¬ dzana otworem wlotowym 75. Woda chlodzaca wchodzi równiez przez wlot *3 do dolnego rurowego pierscie¬ nia 49, sfcad plynie ruram* tfl powodujac bezposred¬ nie chlodzenie konlakitpwe gazów na powierzchni ww* netrznej sciany cylindta 36. Wewnetrzna powierzchnia cylindra 36 4 zewnetrzna powierzchnia cylmdra 34 sta¬ nowia dwie powierzehnie chlodzenia goracych gazów.Mieszanina pary i wody przeplywa z rur 61 w gór¬ ny pierscien rurowy 50 i stad jest odprowadzana przez wylot**.Stozek wlotowy 38 powoduje stopniowe zwiekszenie przekroju przeplywu gazów wchodzacych przez otwór wlotowy 43, przez co stopniowo zwieksza sie cisnienie gazów gdy zmniejszana jest ich predkosc. Stozek wlo¬ towy 3S zapewnia równoramienny rozklad gazu po¬ miedzy powierzchniami chlodzacymi cylindrów 34 i 36 bez wytwarzania przeplywu wirowego. Wedlug wyna¬ lazku wzrost cisnienia gazów spowodowany przez stop¬ niowe zwiekszenie sie przekroju przeplywu we wlocie gazów kompensuje strate cisnienia gazów spowodowana tarciem. Cisnienie wylotowego, ochlodzonego gazu jest takie samo jak cisnienie goracego gazu u wlotu.Kat wierzcholkowy stozka 38 i kat rozbieznosci rury wlotowej 39 sa tak dobrane, ze wzrost przekroju po¬ przecznego pierscieniowej przestrzeni pomiedzy stoz¬ kiem 38 a rura wlotowa 39 na jednostke dlugosci jest równy wzrostowi przekroju na jednostke dlugosci w przypadku rury stozkowej o kacie rozbieznosci A—7 stopni, na przyklad 5 stopni. Kat wierzcholkowy stoz¬ ka 38 i stopien do jakiego kat sciany rury wlotowej 39 odpowiada katowi stozka 38 powodujac niezbedny stopniowy wzrost przekroju przeplywu. Kat wierzchol¬ kowy stozka powinien wynosic 25—30 stopni. Kat roz¬ bieznosci rury wlotowej 30 powinien wynosic 20—25 stopni. Dlugosc stoika powinna byc 200—300 mm.Komora chlodzenia, to jest komora pierscieniowa 35 ma przekrój tuki sam na calej swej dlugosci.Na fig. 2 pokazano sposób, w jak! rury 61 sa przy¬ laczone spoinami spawalniczymi 70 do zewnetinznej sciany cylindra 36. Przestrzenie pomiedzy rurami 61 sa w celu polepszenia przenoszenia ciepla pomiedzy gora- cwni gazami a chlodziwem wypelnione materialem 71, który jest dobrym przewodnikiem ciepla.Urzadzenie 'chlodzace wedlug wynalazku pracuje z dowolnym chlodziwem, które po podgrzaniu czesciowo lub calkowicie odparowuje. Korzystnymi chlodziwami sa plyny takie jak Etowtherm, Aroctos i inne oraz woda.Urzadzenie chlodzace wedlug wynalazku jest przezna¬ czone do szybkiego chlodzenia goracych cieczy i ga¬ zów pracz bezposrednia wymiane ciepla na powierzch¬ niach chlodzacych. Moze byc ono zastosowane do chlo¬ dzenia cieczy lub gazów i/lub do odzyskiwania ciepla i wytwarzania pary wodnej. Aby uproscic omówienie warunków stosowania urzadzenia omówione zostalo ono w odniesieniu do chlodzenia goracych weglowodo¬ rów gazowych z pieca krakingowego przy uzyciu wody 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 jako chlodziwa. Temperatura gazów u wlotu urzadze¬ nia moze wynosic 73Q^9Q^CR rprz# czym gazy sa w urzadzeniu ochladzane 0 $5—330°C Gorace gazy do¬ starczane sa do urzadzenia z predkoscia 100 —300 misek, korzystnie 150 — 270 misek. Strumien cieplny we wlocie do urzadzenia chlodzacego moze wynosic 224-106 cal%odz«m2 a urzadzenie chlodzace moze miec przecietny strumien cieplny 114-108 catygodz-m2, W czasie dzialania urzadzenia przy podanych poni¬ zej cisnieniach na kazda Jednostke ciezam wytwfcjsaaftj pary wodnej cy&uluj* w ukfeulzi* chlodzenia i0—15 ciezaru wody. Konstrukcjai dzialanie urza- Tipewniaja brak spadku cisnienia pomiedzy wlotem a wylotem chlodzonych gazów. Spadek cisnie¬ nia chlodzonych gazów jest utrzymywany ponizej 0,20 kG/cm*. korzystnie wynosi mniej niz 0,07 kGtem*, Woda chlodzaca jest wprowadzana do urzadzenia pod cisnieniem 70—140 kGIm* o temperaturze MO—325°C, korzystnie pod cisnieniem 100—125 kG/cm2 przy tem¬ peraturze 310—380°C. W opisanym przykladzie wyfcOr nania urzadzenia predkosc cyrkulacji wody chlodzacej jest regulowana samoczynnie w okreslonych granicach i samoczynnie dostosowywana do zadanych zmian chlo¬ dzenia, Inny przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku jest przedstawiony na fig. 3 i 4. W urzadzeniu tym chlodzenie goracych gazów jest realizowane glównie przez bezposredni kontakt ich z zewnetrzna siecia cy¬ lindra 34. Aby polepszyc wymiane ciepla pomiedzy cylindrem 34 a goracymi gazami, cylinder 34 ma ze¬ berka chlodzace 5$, które wystaja w pierscieniowa ko¬ more 35, przez która przeplywaja gorace gazy.Sposób wedlug wynalazku jest opisany przykladowo przy pomocy urzadzenia do krakowania weglowodorów przedstawionego na fig. 5. Benzyne ciezka o tempera¬ turze wrzenia 32—190°C wprowadza sie przez prze¬ wód 1 do sekcji 7 podgrzewania konwekcyjnego pieca krakingowego, gdzie jest ona ogrzewana od tempera¬ tury otoczenia do temperatury 540—590°C. Pare wodna przy stosunku pary do weglowodorów jak 0,4—0,3 wa¬ gowo wprowadza sie w sekcje 7 podgrzewania wstep¬ nego w miejscu gdzie wprowadzona ciezka benzyna jest juz odparowana w 90%, Podgrzana mieszanine pary wodnej i weglowodorów wprowadza sie nastepnie do wlotów wezownic 3—6. W wezownicach tych miesza¬ nina jest ogrzewana od temperatury 540—590°C do temperatury 900°C u wylotu z wezownic. W podanych warunkach cisnienie czastkowe weglowodorów u wy¬ lotu z wezownic wynosi 0,84—0,98 kG/cm2. Czas prze¬ bywania czynnika w piecu w sekcji ogrzewania przez promieniowanie wynosi 0,20—0,25 sek.Predkosc praeplywu weglowodorów i pary wodnej w wezownicach wynosi 0,009^0,013 IcG/sek na cm2 prze¬ kroju wezownicy. Cisnienia u wlotu wezownic wynosi 3,15 kG/cm2 a u wylotu 1,75 kG/cm2. Gorace gazy po¬ daje sie przez pnocwód 12 do urzadzenia chlodzacego z predkoscia 240 m/sek. Gorace gazy o teraperatufze 900°C wprowadza sie do urzadzenia chlodzacego przez otwór wlotowy 43, Ochlodzone gazy wprowadza sie z urzadzania chlodzacego przez otwór wylotowy 40, któ¬ ry jest polaczony z przewodem 147. Gazy <* gwalfcw- nie ochladzana w ciagu 10—20 m/sek do terap«)*Mlry 650—760°C, po czym podaje sie ja 4? konwaooianaln*- go urzadzenia do oddzielania olefinów w celu uzyska-71263 7 nia etylenu. Cisnienie gazów w przewodzie 107 wynosi 1,75 kG/cm2.W przedstawionym na fig. 5 urzadzeniu z walczaka parowego 100 przez przewody 103 i 108 doprowadza¬ na jest woda chlodzaca o temperaturze 315°C i pod 5 cisnieniem 112 kG/cm2. Chlodziwo wplywa na prze¬ wód 108 w rurowy pierscien 49 i plynie w góre rura¬ mi 61, w których jest czesciowo zamieniane na pare.Mieszanina wody i pary wplywa do rurowego pierseie^ nia 50 i przez przewody 106 i 109 jest odprowadzana 10 do walczaka parowego 100. Mieszanina wody i pary z komory pierscieniowej 33 (fig. 1) wyplywa przez otwór wylotowy 75 i przez przewody 105 i 104 i odprowa¬ dzana jest do walczaka parowego 100. Przeplyw wody przez urzadzenie chlodzace odbywa sie samoczynnie 15 dzieki temu, ze woda ma wiekszy ciezar wlasciwy niz mieszanina pary wodnej i wody. Urzadzenie chlodzace reguluje sie samoczynnie i im wieksza jest temperatu¬ ra oraz predkosc doplywu gazów do urzadzenia chlo¬ dzacego tym wieksza jest predkosc cyrkulacji wody 2o chlodzacej.Nasycona para o temperaturze 315°C i o cisnieniu 112 kG/cm2 jest odprowadzana z walczaka parowego przez przewód 101 w celu odzyskania energii cieplnej.Zbiornik wody zasilajacej jest polaczony do walczaka 25 parowego 100 przez przewód 102.Jako surowce przerabiane z duza wydajnoscia na olefiny, zwlaszcza na etylen, nadaja sie do uzycia, etan, propylen, propan, butan, pantan i ich mieszaniny oraz benzyny ciezkie, olej gazowy i ropa naftowa. Korzyst- 30 nymi surowcami sa benzyny ciezkie o temperaturze poczatku wrzenia 32—65°C i o temperaturze konca wrzenia 104—204°C. Poddawane przeróbce weglowo¬ dory moga byc w stanie cieklym lub gazowym albo tez moga byc mieszanina cieczy i gazów. W obszarze 35 reakcyjnym weglowodory sa w stanie gazowym.W celu dokladniejszego wyjasnienia wynalazku po¬ dano ponizej przyklady przeprowadzania sposobu we¬ dlug wynalazku.Przykladl. Uzyto benzyne ciezka z ropy nafto- 40 wej o nastepujacych wlasciwosciach. Ciezar wlasciwy— 0,724 g/cm3. Parametry próby destylacji wedlug ASTM: temperatura poczatku wrzenia — 43°C, objetosciowo 50% destyluje w temperaturze 120°C temperatura kon¬ ca wrzenia 178°C. Sklad wedlug rodzaju skladników w 45 procentach objetosci cieczy: parafiny — 72,0%, olefi¬ ny — 0,4%, nafteny — 19,0%, weglowodory aroma¬ tyczne — 8,6%.Pare wodna zmieszano z benzyna w stosunku wago¬ wym pary do benzyny 0,7. Mieszanine te podgrzano 50 wstepnie w sekcji ogrzewania konwekcyjnego do tem¬ peratury 540°C, po czym wprowadzono do wezownic krakingowych z cisnieniem wlotowym 2,8 kG/cm2. Do jednej wezownicy doprowadzono 460 kG benzyny w ciagu jednej godziny, czyli do czterech wezownic lacz- 55 nie 1840 kG/godz. W sekcji ogrzewania przez promie¬ niowanie mieszanine pary wodnej i weglowodorów ogrzano stopniowo od 540°C do 885°C przy wylocie z wezownic.Benzyne krakowano termicznie w wezownicach przez ^ czas 0,23 sek. w warunkach duzej intensywnosci proce- su i przy niskim cisnieniu czastkowym w celu wytwa¬ rzania z duza wydajnoscia etylenu. Przy pojedynczym przejsciu uzyskano 30% etylenu. Temperatura gazów przy wylocie z wezownic wynosila 885°C przy cisnie- 65 o aiu wylotowym 1,75 kG/cm2 i cisnieniu czastkowym weglowodorów 0,84 kG/cm2. Gazy byly gwaltownie chlodzone od temperatury 885°C do temperatury 650°C w czasie mniejszym niz 15 m/sek.Cisnienie ochlodzonych gazów u wylotu urzadzenia wynosilo 1,68 kG/cm2. Woda chlodzaca o temperatiurze wlotowej 315°C i o cisnieniu 112 kG/cm2 cyrkulowala przy stosunku chlodziwa do goracego gazu jak 10 : 1 wagowo. Temperatura mieszaniny wody z para wodna, wychodzacej z urzadzenia chlodzacego wynosila okolo 315°C, przy czym na kazde 15 kG obiegajacej uklad chlodzenia wody wytwarzany byl 1 kG pary wodnej.Sklad wagowy gazów wylotowych byl nastepujacy: wo¬ dór 1,1%, metan 14,6%, acetylen 1.0%, etylen 29,5%, etan 3,0%, metyloacetylen i propadion 1,0%, propylen 13,5%, propan 0,3%, 1,3-butadien 4,3%, butan 3,7%, weglowodory C5 i ciezsze 28 %.Przyklad powyzszy ilustruje zastosowanie wynalazku do wytwarzania etylenu z benzyny ciezkiej, zawiera¬ jacej duze ilosci weglowodorów parafinowych.Przyklad II. Benzyne ciezka otrzymana z ropy naftowej krakowano termicznie w celu wytworzenia olefinów. Benzyna miala nastepujace wlasciwosci. Jej ciezar wlasciwy wynosil 0,74 g/cm3. Parametry próby destylacji wedlug ASTM: temperatura poczatku wrze¬ nia 46°C, objetosciowo 50% destyluje w temperaturze 115°C, temperatura konca wrzenia 178°C. Sklad wedlug rodzajów skladników w procentach objetosci cieczy: parafiny — 46,5%, olefiny — 0,1%, nafteny — 41,5%, weglowodory aromatyczne— 11,9%.Pare wodna zmieszano z benzyna w stosunku wago¬ wym pary do benzyny 0,5. Mieszanine te ogrzano w sekcji ogrzewania wstepnego do temperatury 590°C i wprowadzono w wezownice krakingowe z cisnieniem wlotowym 3,01 kG/cm2. W ciagu jednej godziny do jednej wezownicy doprowadzono 520 kG benzyny, czy¬ li 2080 kG/godz. do czterech wezownic. W wezowni¬ cach mieszanine pary wodnej i weglowodorów podgrza¬ no stopniowo od temperatury 590°C do temperatury 895°C u wylotu wezownic. Czas pozostawania miesza¬ niny w wezownicach wynosil 0,25 sek.Benzyne krakowano termicznie w warunkach duzej intensywnosci procesu i przy niskim cisnieniu czastko¬ wym, aby wytwarzac z duza wydajnoscia etylen. Przy jednym przejsciu otrzymano 24% etylenu. Temperatu¬ ra gazów u wylotu wezownic wynosila 895°C przy cis¬ nieniu wylotowym 1,75 kG/cm2 i przy cisnieniu czast¬ kowym weglowodorów 0,98 kG/cm2. Gazy te gwaltow¬ nie chlodzone od temperatury 895°C do temperatury 650°C w czasie mniejszym niz 15 m/sek. Cisnienie ga¬ zów ochlodzonych u wylotu urzadzenia chlodzacego wynosilo 1,68 kG/cm2.Warunki pracy urzadzenia chlodzacego byly w przy¬ blizeniu takie same jak w przykladzie I.Sklad wagowy gazów wylotowych byl nastepujacy: wodór — 1,0%, metan — 13,5%, acetylen — 0,9%, etylen — 24,0%, etan — 2,5%, metyloacetylen i pro- padien — 1,0%, propylen -- 12,0%. propan — 0;2%, 1,3-butadien — 4,0%, butan —" 3,0%, weglowodory C5 i ciezsze — 37,9%.Przyklad ten ilustruje przetwarzanie benzyny ciezkiej, która zawiera stosunkowo duza ilosc naftenów w po¬ równaniu z benzyna z przykladu I, która ma stosun¬ kowo duza zawartosc weglowodorów parafinowych.4 * 9 Piec Ikrakingowy uzyty w powyzszych przykladach mial wezownice o srednicy wewnetrznej 50 mm. Kazda wezownica skladala sie z trzech rur o równej dlugosci, polaczonych ksztaltownikami rurowymi o kacie 180°, by utworzyc wezownice o dlugosci 27 m.Sposób i urzadzenie wedlug wynalazku moga byc równiez zastosowane w innych znanych procesach. Wy¬ nalazek ma wiele zastosowan do specjalnych reakcji chemicznych. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób szybkiego chlodzenia goracych cieczy i/lub gazów, szczególnie goracych gazów z reakcji krakowa¬ nia weglowodorów na olefiny, znamienny tym, ze szczególnie gorace gazy wprowadza sie do komory pierscieniowej posiadajacej przynajmniej jedna po¬ wierzchnie chlodzaca ze stopniowo zmniejszajaca sie predkoscia lub ze zwiekszajacym sie cisnieniem, gdzie chlodzi sie je gwaltownie przez posrednia wymiane ciepla z chlodziwem.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera trzy wspólosiowe 10 cylindry (32, 34, 35), których sciany tworza komore srodkowa (31), pierwsza komore pierscieniowa (33) i otaczajaca ja druga komore pierscieniowa (35), przy czym komora srodkowa (31) ma na jednym swym kon- 5 ou wlot (73) a drugi jej koniec jest polaczony z pierw¬ sza komora pierscieniowa (33), która ma wylot (75) na koncu przeciwleglym w stosunku do konca polaczone¬ go z komora srodkowa (31) a ponadto druga komora pierscieniowa (35) ma wlot (43) na jednym swym kon- 10 cu i wylot (45) na drugim swym koncu, przy czym jej wlot (43) zawiera stozek (38) i zbiezna rure (39) pola¬ czona z cylindrem (36) koncem o wiekszej srednicy, o ksztalcie zasadniczo zgodnym z ksztaltem stozka (38) z tym, ze stozek (38) jest usytuowany w zbieznej rurze (39) w poblizu wlotu (43) tak, aby kanal przeplywowy (40) prowadzacy do drugiej pierscieniowej komory (35) mial stopniowo wzrastajacy przekrój, przy czym wzrost pitzekroju tego kanalu przeplywowego (40) na jednost- 20 ke jego dlugosci jest przynajmniej równy wzrostowi przekroju w przypadku rury stozkowej o kacie roz¬ bieznosci 4—7°.mmnm*^^^mm ^ KI. 23b,l/04 71263 MKP C10g9/00 FIG. 3 FIG. S Cena 10 zl WllA-1. Zam. 867 naklad 105 eg/.. PL PL